(57)【要約】【課題】バラン実装デバイスの構造を複雑化・多層化することなく、実装基板に実装したときの特性変動の影響を抑制する。【解決手段】不平衡信号伝送路５０および不平衡信号伝送路５０に対向する２つの平衡信号伝送路を有するバランと第１の基板１０を備えるデバイス１００と、該デバイス１００が実装された実装基板２００とを備えるバラン実装構造であって、実装基板２００は、第２の基板２１０と、第２の基板２１０の一方の面上に形成された配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９を備え、デバイス１００は、第１の基板１０の一方の面と第２の基板２１０の一方の面とが対向するように実装基板２００上に実装されており、実装基板２００の配線部２０２，２０７，２０９は、第１の基板１０の一方の面に垂直な方向から見て、デバイス１００の伝送路５０の配線と垂直に重なり合うように配置されている。【選択図】図１
2010124336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バランを備えたデバイスと、該デバイスが実装された実装基板とを備えるバラン実装構造であって、
前記デバイスは、第１の基板と、前記第１の基板の一方の面上に形成された第１絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層上に設けられた第１配線層と、前記第１配線層および第１絶縁樹脂層上に形成された第２絶縁樹脂層と、前記第２絶縁樹脂層上に設けられた第２配線層と、前記第２配線層および第２絶縁樹脂層上に形成された第３絶縁樹脂層とを少なくとも備え、前記第１配線層または前記第２配線層の一方は、電気的に独立して設けられた２つの平衡信号伝送路を含み、前記第１配線層または前記第２配線層の他方は、不平衡信号伝送路を含み、前記２つの平衡信号伝送路および前記不平衡信号伝送路が、前記第２絶縁樹脂層を介して対向することでバランを構成しており、
前記実装基板は、第２の基板と、第２の基板の一方の面上に形成された配線部を備え、前記デバイスは、前記第１の基板の一方の面と前記第２の基板の一方の面とが対向するように前記実装基板上に実装されており、
前記実装基板の配線部は、前記第１の基板の一方の面に垂直な方向から見て、前記デバイスの前記第２配線層に形成された平衡信号伝送路または不平衡信号伝送路を構成する配線と垂直に重なり合うように配置されていることを特徴とするバラン実装構造。
【請求項２】
前記第２絶縁樹脂層上には、前記不平衡信号伝送路の一端である不平衡信号入出力端に接続されたデバイス側実装パッドと、前記２つの平衡信号伝送路の一端である平衡信号出入力端に接続されたデバイス側実装パッドと、前記２つの平衡信号伝送路の他端である接地端に接続されたデバイス側実装パッドとが設けられ、
前記第３絶縁樹脂層は、前記デバイス側実装パッド上にそれぞれ形成されたバンプを露出させる開口部を有しており、
前記バンプは、前記第３絶縁樹脂層の表面よりも突出して前記実装基板の配線部に接続された実装基板側実装パッドに導通されていることを特徴とする請求項１に記載のバラン実装構造。
【請求項３】
前記デバイス側実装パッドは、前記不平衡信号伝送路および平衡信号伝送路を構成する配線よりも厚さが厚くなるように形成されてなることを特徴とする請求項２に記載のバラン実装構造。
【請求項４】
前記実装基板側実装パッドは、前記配線部よりも厚さが厚くなるように形成されてなることを特徴とする請求項２または３に記載のバラン実装構造。
【請求項５】
前記デバイス側実装パッドは、前記第２絶縁樹脂層上に局所的に形成された樹脂構造物の頂面上に形成され、前記デバイス側実装パッドには、前記樹脂構造物の側面を経由して形成された引き出し配線が接続されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のバラン実装構造。
【請求項６】
前記２つの平衡信号伝送路は、その一端である平衡信号出入力端が外周側に、他端である接地端が内周側に配置される平面スパイラル状の部分を有するように形成され、
前記不平衡信号伝送路は、前記２つの平衡信号伝送路の平面スパイラル状の部分に重なり合う２つの平面スパイラル状の部分を有し、不平衡信号伝送路の一端である不平衡信号入出力端が一方の平面スパイラル状の部分の内周側に配置され、不平衡信号伝送路の他端である開放端が他方の平面スパイラル状の部分の内周側に配置され、２つの平面スパイラル状の部分を接続する中間部が２つの平面スパイラル状の部分の外周側に配置されるように形成され、
前記デバイス側実装パッドのうち、前記不平衡信号入出力端または前記２つの接地端に接続される３つのデバイス側実装パッドは、前記平面スパイラル状の部分の内側のスペース内に配置され、
前記実装基板の配線部は、前記平面スパイラル状の部分の内側のスペース内に配置された前記３つのデバイス側実装パッドに対応する３つの実装基板側実装パッドから引き出され、前記第１の基板の一方の面に垂直な方向から見て、前記平面スパイラル状の部分の配線と垂直に重なり合うように配置された３つの交差部を有することを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のバラン実装構造。
【請求項７】
前記３つの交差部は、前記平面スパイラル状の部分において重なり合いの長さが最も小さくなる位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のバラン実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線回路等に用いられるバラン（バランストランス・不平衡−平衡変換器）が基板上に実装されてなる、バラン実装デバイスと、該デバイスが実装された実装基板とを備えるバラン実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
バランは、第１平衡信号伝送路と、第１平衡信号伝送路とは電気的に独立して設けられた第２平衡信号伝送路と、これら２つの平衡信号伝送路に対向して設けられた不平衡信号伝送路とを備え、不平衡信号伝送路は、一端が不平衡信号入出力端、他端が開放端となり、２つの平衡信号伝送路は、一端が平衡信号出入力端、他端が接地端となった構造を備える。この種のバランは、２つの平衡信号出入力端から平衡信号が入力されたときには、平衡信号伝送路から不平衡信号伝送路への電磁結合により、平衡信号を不平衡信号に変換して不平衡信号入出力端から不平衡信号を出力し、逆に不平衡信号入出力端から不平衡信号を入力したときには、不平衡信号伝送路から平衡信号伝送路への電磁結合により、不平衡信号を平衡信号に変換して２つの平衡信号出入力端から平衡信号を出力する。
【０００３】
バランの２つの平衡信号伝送路はそれぞれ１／４波長以下のサイズで、不平衡信号伝送路は、２つの平衡信号伝送路を合計したサイズで作製される。信号の周波数が低いと、信号の波長が長くなるため、伝送路の長さも長くなる。このため、バランの各伝送路は、平面スパイラル状に形成されることが多い。
積層型バランは、不平衡信号伝送路と、２つの平衡信号伝送路とが、絶縁層（誘電体層）を介して上下（絶縁層の厚さ方向）に積層された構造を有する。従来の積層型バランは、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）技術をベースとしたもの（例えば特許文献１）が知られている。
【特許文献１】特開２００２−５０９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の積層型バランは、不平衡信号伝送路の層および平衡信号伝送路の層のほか、入力部の端子層、接地（ＧＮＤ）層などを含む多数の層からなり、かつ実装のための端子部を側面に施す必要がある。また、ＧＮＤ層が必要となり、層数の多層化を招いている。このため、従来の積層型バランの製造は、非常に複雑で高度な製造技術が必要とされ、結果的に高コストとなっている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バラン実装デバイスの構造を複雑化・多層化することなく、実装基板に実装したときの特性変動の影響を抑制することが可能なバラン実装構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、バランを備えたデバイスと、該デバイスが実装された実装基板とを備えるバラン実装構造であって、前記デバイスは、第１の基板と、前記第１の基板の一方の面上に形成された第１絶縁樹脂層と、前記第１絶縁樹脂層上に設けられた第１配線層と、前記第１配線層および第１絶縁樹脂層上に形成された第２絶縁樹脂層と、前記第２絶縁樹脂層上に設けられた第２配線層と、前記第２配線層および第２絶縁樹脂層上に形成された第３絶縁樹脂層とを少なくとも備え、前記第１配線層または前記第２配線層の一方は、電気的に独立して設けられた２つの平衡信号伝送路を含み、前記第１配線層または前記第２配線層の他方は、不平衡信号伝送路を含み、前記２つの平衡信号伝送路および前記不平衡信号伝送路が、前記第２絶縁樹脂層を介して対向することでバランを構成しており、前記実装基板は、第２の基板と、第２の基板の一方の面上に形成された配線部を備え、前記デバイスは、前記第１の基板の一方の面と前記第２の基板の一方の面とが対向するように前記実装基板上に実装されており、前記実装基板の配線部は、前記第１の基板の一方の面に垂直な方向から見て、前記デバイスの前記第２配線層に形成された平衡信号伝送路または不平衡信号伝送路を構成する配線と垂直に重なり合うように配置されていることを特徴とするバラン実装構造を提供する。
【０００７】
前記第２絶縁樹脂層上には、前記不平衡信号伝送路の一端である不平衡信号入出力端に接続されたデバイス側実装パッドと、前記２つの平衡信号伝送路の一端である平衡信号出入力端に接続されたデバイス側実装パッドと、前記２つの平衡信号伝送路の他端である接地端に接続されたデバイス側実装パッドとが設けられ、前記第３絶縁樹脂層は、前記デバイス側実装パッド上にそれぞれ形成されたバンプを露出させる開口部を有しており、前記バンプは、前記第３絶縁樹脂層の表面よりも突出して前記実装基板の配線部に接続された実装基板側実装パッドに導通されている。
前記デバイス側実装パッドは、前記不平衡信号伝送路および平衡信号伝送路を構成する配線よりも厚さが厚くなるように形成されてなることが好ましい。
前記実装基板側実装パッドは、前記配線部よりも厚さが厚くなるように形成されてなることが好ましい。
前記デバイス側実装パッドは、前記第２絶縁樹脂層上に局所的に形成された樹脂構造物の頂面上に形成され、前記デバイス側実装パッドには、前記樹脂構造物の側面を経由して形成された引き出し配線が接続されていることが好ましい。
【０００８】
前記２つの平衡信号伝送路は、その一端である平衡信号出入力端が外周側に、他端である接地端が内周側に配置される平面スパイラル状の部分を有するように形成され、前記不平衡信号伝送路は、前記２つの平衡信号伝送路の平面スパイラル状の部分に重なり合う２つの平面スパイラル状の部分を有し、不平衡信号伝送路の一端である不平衡信号入出力端が一方の平面スパイラル状の部分の内周側に配置され、不平衡信号伝送路の他端である開放端が他方の平面スパイラル状の部分の内周側に配置され、２つの平面スパイラル状の部分を接続する中間部が２つの平面スパイラル状の部分の外周側に配置されるように形成され、前記デバイス側実装パッドのうち、前記不平衡信号入出力端または前記２つの接地端に接続される３つのデバイス側実装パッドは、前記平面スパイラル状の部分の内側のスペース内に配置され、前記実装基板の配線部は、前記平面スパイラル状の部分の内側のスペース内に配置された前記３つのデバイス側実装パッドに対応する３つの実装基板側実装パッドから引き出され、前記第１の基板の一方の面に垂直な方向から見て、前記平面スパイラル状の部分の配線と垂直に重なり合うように配置された３つの交差部を有することが好ましい。
前記３つの交差部は、前記平面スパイラル状の部分において重なり合いの長さが最も小さくなる位置に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バラン実装デバイスの構造を複雑化・多層化することなく、実装基板に実装したときの特性変動の影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明のバラン実装構造を構成する（ａ）バランを有するデバイスおよび（ｂ）実装基板の一例を示す平面図である。図２は、図１のＳ−Ｓ線に沿うバラン実装構造の部分断面図である。
なお、以下の説明に用いる図面は模式的なものであって、大きさや縦横比率は、実際とは異なる場合がある。
【００１１】
図１（ａ）は、デバイス（以下「バラン実装デバイス」ともいう。）１００が実装基板２００に対向する面において、バランを構成する伝送路５０および端子部６０，６５，７０，７５，９０を構成するバンプ８１，８２，８６，８７，８９の配置を示す平面図である。また、図１（ｂ）は、実装基板２００がデバイス１００に対向する面における配線部の配置を示す平面図である。図１（ｂ）中、二点鎖線は、実装基板２００上でデバイス１００の伝送路５０およびバンプ８１，８２，８６，８７，８９に対応する位置を仮想的に示している。
【００１２】
図３は、バランを有するデバイスの全体構成例を示す斜視図である。図４は、図３の接地端子部および不平衡信号入出力端子部を示す部分拡大斜視図である。図５は、図３に示すバランの模式的平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図８は、図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図５〜図８では、バランの構造を説明するために、平衡信号伝送路３０，３５および不平衡信号伝送路５０が直線状に展開して図示されている。
【００１３】
本形態例のバラン実装構造に用いられるデバイス１００は、図２、図３に示すように、第１の基板１０（以下、単に「基板１０」という。）と、基板１０の一方の面（図２では下面）上に形成された第１絶縁樹脂層２２と、第１絶縁樹脂層２２上に設けられた２つの平衡信号伝送路３０，３５を含む第１配線層（符号略）と、第１配線層および第１絶縁樹脂層２２の上に形成された第２絶縁樹脂層２４と、第２絶縁樹脂層２４上において２つの平衡信号伝送路３０，３５に対向して設けられた不平衡信号伝送路５０を含む第２配線層（符号略）と、第２配線層および第２絶縁樹脂層２４の上に形成された第３絶縁樹脂層２６を備える。
基板１０は、例えばシリコン（Ｓｉ）などの半導体基板や、ガラス基板などの絶縁性基板である。
【００１４】
平衡信号伝送路３０，３５は、第１平衡信号伝送路３０および第２平衡信号伝送路３５からなり、これら２つの平衡信号伝送路３０，３５が電気的に互いに独立して設けられている。
第１平衡信号伝送路３０は、一端を第１平衡信号出入力端３０ａとし、他端を第１接地端３０ｂとする。第１平衡信号出入力端３０ａは、第１平衡信号出入力引き出し配線３１を介して第１平衡信号出入力端子部６０に接続されている。また、第１接地端３０ｂは、第１接地引き出し配線３２を介して第１接地端子部７０に接続されている。
同様に、第２平衡信号伝送路３５は、一端を第２平衡信号出入力端３５ａとし、他端を第２接地端３５ｂとし、第２平衡信号出入力端３５ａは、第２平衡信号出入力引き出し配線３６を介して第２平衡信号出入力端子部６５に接続され、第２接地端３５ｂは、第２接地引き出し配線３７を介して第２接地端子部７５に接続されている。
【００１５】
不平衡信号伝送路５０は、一端を不平衡信号入出力端５０ａとし、他端を開放端５０ｂとする。不平衡信号伝送路５０は、不平衡信号入出力端５０ａと開放端５０ｂとの間に、第１平衡信号伝送路３０に対向した部分５０ｃと、第２平衡信号伝送路３５に対向した部分５０ｄとを有する。不平衡信号入出力端５０ａは、不平衡信号入出力端子部９０に接続されている。
【００１６】
デバイス１００において、２つの平衡信号伝送路３０，３５および不平衡信号伝送路５０は、第２絶縁樹脂層２４を介して対向することでバランを構成している。
実装基板２００は、第２の基板２１０と、第２の基板２１０の一方の面（図２では上面）上に形成された配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９を備える。実装基板２００は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やリジッドプリント基板等が挙げられる。第２の基板２１０は、ガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板、ポリテトラフルオロエチレン［テフロン（登録商標）等］、アルミナ基板等、種々の絶縁性基板を用いることができる。
図２に示すように、デバイス１００は、第１の基板１０の一方の面と第２の基板２１０の一方の面とが対向するように、実装基板２００上に実装されている。
【００１７】
本形態例のバラン実装構造は、図１、図２に示すように、実装基板２００の配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９が、第１の基板１０の一方の面に垂直な方向から見て（図１（ｂ）参照）、デバイス１００の第２配線層（この例では不平衡信号伝送路５０）の配線と重なり合う箇所では、配線部２０２，２０７，２０９がデバイス１００の伝送路を構成する配線と垂直に重なり合うように配置されている。
これにより、バラン実装デバイスの構造を複雑化・多層化することなく、実装基板に実装したときの特性変動の影響を抑制することができる。
【００１８】
本形態例のバラン実装デバイス１００においては、図３に示すように、不平衡信号伝送路５０の第１平衡信号伝送路３０に対向した部分５０ｃおよび第１平衡信号伝送路３０が、内周にスペースＥ１を有するように平面スパイラル型に配置されるとともに、不平衡信号伝送路５０の第２平衡信号伝送路３５に対向した部分５０ｄおよび第２平衡信号伝送路３５が、内周にスペースＥ２を有するように平面スパイラル型に配置されている。
また、図３、図５、図６に示すように、不平衡信号伝送路５０の第１平衡信号伝送路３０に対向した部分５０ｃと第２平衡信号伝送路３５に対向した部分５０ｄとの間は、中間部５０ｅによって接続されている。
本形態例では、平面スパイラルの巻き方向（内周から外周への巻き方向）は、第１平衡信号伝送路３０と第２平衡信号伝送路３５とで互いに反対であり、かつ、不平衡信号伝送路５０の２つの平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄで互いに反対である。不平衡信号伝送路５０においては、不平衡信号入出力端５０ａから開放端５０ｂに向けて（あるいはその逆に）流れる電流の向きに沿って配線が巻き回される方向が、２つの平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄについて互いに逆になっている。
伝送路３０，３５，５０をスパイラル型に設けることにより、方形や楕円等の狭いスペースに長い伝送路を配置できる。このため、スパイラル型とすることによって、バランが占有するスペースを低減して、かつ長い伝送路を有するバランを実現できる。
なお、本発明においては、伝送路の形状は、平面スパイラルのほか、ミアンダ状、直線状等でも良い。
【００１９】
２つの平衡信号伝送路３０，３５は、それぞれ平衡信号出入力端３０ａ，３５ａが外周側に、接地端３０ｂ，３５ｂが内周側に配置される平面スパイラル状の部分を有する。
不平衡信号伝送路５０は、２つの平衡信号伝送路３０，３５の平面スパイラル状の部分に重なり合う２つの平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄを有し、不平衡信号入出力端５０ａが一方の平面スパイラル状の部分５０ｄの内周側に配置され、開放端５０ｂが他方の平面スパイラル状の部分５０ｃの内周側に配置され、２つの平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄを接続する中間部５０ｅが２つの平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの外周側に配置されるように形成されている。
また、第１接地端子部７０は、平面スパイラル内周の第１スペースＥ１内に配置され、第２接地端子部７５および不平衡信号入出力端子部９０は、平面スパイラル内周の第２スペースＥ２内に配置されている。２つの平衡信号出入力端子部６０，６５は、平面スパイラルの外側に配置されている。
【００２０】
２つの平衡信号伝送路３０，３５は、例えば銅めっき等のめっき金属などから構成することができる。２つの平衡信号伝送路３０，３５が同じ導体材料から、第１平衡信号伝送路３０の伝送路長Ｌ１と第２平衡信号伝送路３５の伝送路長Ｌ２とが等しいように形成されることが好ましい。ここで、伝送路長Ｌ１，Ｌ２は、スパイラルに沿った伝送路の長さである。２つの平衡信号伝送路３０，３５の幅Ｗおよび厚さＴは、幅Ｗ同士および厚さＴ同士が互いに等しくなるように形成されることが好ましい。
【００２１】
図６〜図８に示すように、第１絶縁樹脂層２２の厚さｈ１は、基板１０全面でなるべく均一にすることが好ましい。なお、第１絶縁樹脂層２２の厚さｈ１は、基板１０の上面と平衡信号伝送路３０，３５の下面との距離に対応する。
第１絶縁樹脂層２２を構成する樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、感光性ポリイミド樹脂、感光性エポキシ樹脂などの感光性樹脂は、フォトリソグラフィーによりパターニングが可能なので好ましい。第１絶縁樹脂層２２は、基板１０上の全面に塗布されるので、熱硬化性樹脂などでも良い。
【００２２】
不平衡信号伝送路５０は、２つのスパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄが中間部５０ｅにより接続され、少なくとも、一端の不平衡信号入出力端５０ａから他端の開放端５０ｂまでの範囲で連なった１本の伝送路である。不平衡信号伝送路５０の中間部５０ｅは、平面スパイラルの外周端同士を接続する位置に設けられている。
【００２３】
不平衡信号伝送路５０は、例えば銅めっき等のめっき金属などから構成することができる。不平衡信号伝送路５０は、２つの平衡信号伝送路３０，３５と同じ導体材料から形成されることが好ましい。また、不平衡信号伝送路５０の幅Ｗおよび厚さＴは、２つの平衡信号伝送路３０，３５の幅Ｗおよび厚さＴと、それぞれ幅Ｗ同士および厚さＴ同士が等しくなるように形成されることが好ましい。
【００２４】
中間部５０ｅは、２つの平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄ同士の間隔ｇに対応する長さを有する。２つのスパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの長さＬ１，Ｌ２は、それぞれ平衡信号伝送路３０，３５の伝送路長Ｌ１，Ｌ２に等しい。
不平衡信号伝送路５０の不平衡信号入出力端５０ａから開放端５０ｂまでの長さＬは、２つのスパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの長さＬ１，Ｌ２と、中間部５０ｅの長さｇとの和（Ｌ＝Ｌ１＋ｇ＋Ｌ２）に相当する。
なお、図５に示す伝送路長Ｌ１，Ｌ２は、平衡信号伝送路３０，３５と不平衡信号伝送路５０とが、第２絶縁樹脂層２４を介して上下に対向している部分の長さを表している。
【００２５】
図６〜図８に示すように、平衡信号伝送路３０，３５上における第２絶縁樹脂層２４の厚さｄは、平衡信号伝送路３０，３５に沿う全長でなるべく均一にすることが好ましい。なお、第２絶縁樹脂層２４の厚さｄは、平衡信号伝送路３０，３５の上面と不平衡信号伝送路５０の下面との距離に対応する。第１絶縁樹脂層２２上における第２絶縁樹脂層２４の厚さは、計算上は、平衡信号伝送路３０，３５の厚さＴと、平衡信号伝送路３０，３５上における第２絶縁樹脂層２４の厚さｄとの和（Ｔ＋ｄ）に相当する。しかし、第２絶縁樹脂層２４は、第１絶縁樹脂層２２とその上に形成した平衡信号伝送路３０，３５による凹凸面の上に形成されるので、平衡信号伝送路３０，３５から離れた箇所では、必ずしも第２絶縁樹脂層２４の厚さが均一でなくでも構わない。
【００２６】
平衡信号伝送路３０，３５の上面と不平衡信号伝送路５０の下面との距離ｄは、特に限定されるものではないが、ｄ＝５〜４０μｍが挙げられる。
第２絶縁樹脂層２４を構成する樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、感光性ポリイミド樹脂、感光性エポキシ樹脂などの感光性樹脂は、フォトリソグラフィーによりパターニングが可能なので好ましい。
【００２７】
不平衡信号伝送路５０の上には、封止樹脂層２６として、第３絶縁樹脂層２６を設けることができる。不平衡信号伝送路５０上における封止樹脂層２６の厚さｈ２は、不平衡信号伝送路５０の上面と封止樹脂層２６の上面との距離に相当する。
封止樹脂層２６を構成する樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、感光性ポリイミド樹脂、感光性エポキシ樹脂などの感光性樹脂は、フォトリソグラフィーによりパターニングが可能なので好ましい。封止樹脂層２６は、デバイスの全面に塗布されるので、熱硬化性樹脂などでも良い。
【００２８】
図３，図５，図７に示すように、平衡信号出入力引き出し配線３１，３６は、第２絶縁樹脂層２４に形成された開口部２４ａ，２４ｃを貫通するビアを通じて、第２絶縁樹脂層２４上に形成された平衡信号出入力電極パッド５１，５６（第１平衡信号出入力電極パッド５１および第２平衡信号出入力電極パッド５６）に接続されている。また、平衡信号出入力引き出し配線３１，３６は、第１絶縁樹脂層２２上において、平衡信号出入力端３０ａ，３５ａに接続されている。平衡信号出入力電極パッド５１，５６は、平衡信号出入力端子部６０，６５において平衡信号を出入力するための電極パッドである。
封止樹脂層２６は、平衡信号出入力電極パッド５１，５６の少なくとも一部を露出するための開口部２６ａ，２６ｃを有する。
なお、第１平衡信号出入力引き出し配線３１の長さＬ１ａ（第１平衡信号出入力端３０ａから第１平衡信号出入力電極パッド５１までの長さ）と、第２平衡信号出入力引き出し配線３６の長さＬ２ａ（第２平衡信号出入力端３５ａから第２平衡信号出入力電極パッド５６までの長さ）は、振幅バランス特性および位相バランス特性を向上させるため、互いに等しいこと（Ｌ１ａ＝Ｌ２ａ）が好ましい。
【００２９】
図３〜図５に示すように、接地引き出し配線３２，３７は、第２絶縁樹脂層２４に形成された開口部２４ｂ，２４ｄを貫通するビアを通じて、第２絶縁樹脂層２４上に形成された接地電極パッド５２，５７（第１接地電極パッド５２および第２接地電極パッド５７）に接続されている。また、接地引き出し配線３２，３７は、第１絶縁樹脂層２２上において、接地端３０ｂ，３５ｂに接続されている。接地電極パッド５２，５７は、接地端子部７０，７５においてバランの平衡信号伝送路３０，３５の他端を接地するための電極パッドである。
封止樹脂層２６は、接地電極パッド５２，５７の少なくとも一部を露出するための開口部２６ｂ，２６ｄを有する。
なお、第１接地引き出し配線３２の長さＬ１ｂ（第１接地端３０ｂから第１接地電極パッド５２までの長さ）と、第２接地引き出し配線３７の長さＬ２ｂ（第２接地端３５ｂから第２接地電極パッド５７までの長さ）は、振幅バランス特性および位相バランス特性を向上させるため、互いに等しいこと（Ｌ１ｂ＝Ｌ２ｂ）が好ましい。
【００３０】
図３〜図５、図８に示すように、不平衡信号伝送路５０の不平衡信号入出力端５０ａは、第２絶縁樹脂層２４上に設けられた不平衡信号入出力電極パッド５９に接続されている。不平衡信号入出力電極パッド５９は、不平衡信号入出力端子部９０において不平衡信号を入出力するための電極パッドである。
封止樹脂層２６は、不平衡信号入出力電極パッド５９の少なくとも一部を露出するための開口部２６ｅを有する。
【００３１】
本形態例の場合、図１および図２に示すように、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９の上には、それぞれ、はんだバンプ（第１平衡信号出入力バンプ８１、第１接地バンプ８２、第２平衡信号出入力バンプ８６、第２接地バンプ８７、不平衡信号入出力バンプ８９）が搭載される。これらのバンプ８１，８２，８６，８７，８９は、封止樹脂層２６の開口部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅの内側に配され、封止樹脂層２６の表面より上方（図２では「下面より下方」）に突出している。
これらのバンプ８１，８２，８６，８７，８９を用いることにより、デバイス１００を実装基板２００にフリップチップ実装することができる。なお、フリップチップ実装の安定性を高めるため、バランの伝送路３０，３５，５０に接続されたバンプ８１，８２，８６，８７，８９以外にもダミーのバンプを適宜設けて、実装基板２００上でデバイス１００をバランスよく支持できるようにするのが望ましい。
なお、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９がバンプ８１，８２，８６，８７，８９を搭載するために用いられる場合、「実装パッド」という場合がある。
また、後述する実装基板２００側の電極パッド２１１，２１２，２１６，２１７，２１９と区別するため、デバイス１００側の電極パッド５１，５２，５６，５７，５９を「デバイス側実装パッド」、実装基板２００側の電極パッド２１１，２１２，２１６，２１７，２１９を「実装基板側実装パッド」という場合がある。
【００３２】
バラン実装デバイス１００を実装基板２００にフリップチップ実装する場合、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９は、伝送路３０，３５，５０や引き出し配線３１，３２，３６，３７よりも厚さが厚くなるように形成されることが好ましい。あるいは、図１０に示すように、実装基板２００Ａ側の電極パッド２１７Ａが配線部２０７よりも厚さが厚くなるように形成されることが好ましい。
これにより、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９上に設けたバンプ８１，８２，８６，８７，８９を介してバラン実装デバイス１００を実装基板２００にフリップチップ実装したときに、実装基板２００上の配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９と、バラン実装デバイス１００の伝送路３０，３５，５０との距離をより大きく離し、配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９と伝送路３０，３５，５０との相互作用を抑制することができる。
なお、図１０では、実装基板２００Ａ側の電極パッド２１７Ａを１つのみ図示しているが、バンプ８１，８２，８６，８７，８９が接触する高さ（基板１０から垂直に離れた距離）が同等となるよう、他の電極パッド２１１，２１２，２１６，２１９も同様に厚さを厚くする。
デバイス１００側と実装基板２００側の両方で、デバイス側実装パッドおよび実装基板側実装パッドの厚さが伝送路３０，３５，５０や引き出し配線３１，３２，３６，３７、配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９を構成する配線よりも厚くなるように形成しても良い。
電極パッドを上記配線よりも厚く形成する方法としては、電極パッドにおいて、めっきを選択的に成長させる方法が挙げられる。
【００３３】
また、図１１に示すように、デバイス側実装パッド５１０は、第２絶縁樹脂層２４上に局所的に形成された樹脂構造物２４ｇの頂面上に形成して端子部５００を構成しても良い。この場合、デバイス側実装パッド５１０から樹脂構造物２４ｇの側面を経由する配線を引き出すことで実装パッド５１０を伝送路３０，３５，５０に接続することができる。また、封止樹脂層２６には、実装パッド５１０の少なくとも一部を露出する開口部２６ｇを形成し、実装パッド５１０上にバンプ（図示せず）を形成する。
この手法によっても、デバイス側実装パッド５１，５２，５６，５７，５９上に設けたバンプ８１，８２，８６，８７，８９を介してバラン実装デバイス１００を実装基板２００にフリップチップ実装したときに、実装基板２００上の配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９と、バラン実装デバイス１００の伝送路３０，３５，５０との距離をより大きく離し、配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９と伝送路３０，３５，５０との相互作用を抑制することができる。
【００３４】
多層樹脂体２０は、第１絶縁樹脂層２２と、第２絶縁樹脂層２４と、封止樹脂層としての第３絶縁樹脂層２６とによって構成された積層構造である。第１絶縁樹脂層２２は、基板１０上に形成されている。
これらの樹脂層２２，２４，２６は、同じ樹脂を用いて同一の手法で形成することにより、同一の比誘電率を有するようにしても良い。
特に、上下の平衡信号伝送路３０，３５と不平衡信号伝送路５０との間に介在される第２絶縁樹脂層２４は、平衡信号伝送路３０，３５と不平衡信号伝送路５０との間の電磁結合を制御するため、他の樹脂層２２，２６と異なる比誘電率を有する樹脂から構成しても良い。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、実装基板２００においては、デバイス側実装パッド５１，５２，５６，５７，５９とそれぞれ対応する位置に、バンプ８１，８２，８６，８７，８９と導通される実装基板側実装パッド（電極パッド）２１１，２１２，２１６，２１７，２１９が設けられている。これらの電極パッド２１１，２１２，２１６，２１７，２１９からはそれぞれ配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９が引き出される。
図２に示すように、バンプ８７はデバイス１００の封止樹脂層（第３絶縁樹脂層）２６の表面よりも突出して、封止樹脂層２６と実装基板２００との間に間隙を保持しつつ、実装基板側実装パッド２１７に導通されている。図示しない他のバンプ８１，８２，８６，８９と実装基板側実装パッド２１１，２１２，２１６，２１９との間も、同様に導通される。
【００３６】
図１（ａ）および図３に示すように、上記５つのデバイス側実装パッドのうち、不平衡信号入出力端５０ａまたは２つの接地端３０ｂ，５０ｂに接続される３つのデバイス側実装パッド５２，５７，５９は、平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの内側のスペースＥ１，Ｅ２内に配置されている。
また、上記５つの実装基板側実装パッド２１１，２１２，２１６，２１７，２１９から引き出される配線部２０１，２０２，２０６，２０７，２０９のうち、平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの内側のスペースＥ１，Ｅ２内に配置された３つのデバイス側実装パッド５２，５７，５９に対応する３つの実装基板側実装パッド２１２，２１７，２１９から引き出される配線部２０２，２０７，２０９は、第１の基板１０の一方の面に垂直な方向から（図１（ｂ）参照）見て、平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの配線と重なり合うように配置された３つの交差部を有する。
【００３７】
これらの交差部を有する配線部２０２，２０７，２０９は、平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄの配線と垂直に重なり合うように配置されているので、バラン実装デバイスの構造を複雑化・多層化することなく、実装基板に実装したときの特性変動の影響を抑制することができる。
特性変動の影響をより効果的に抑制するため、図１２に示すように、３つの交差部は、平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄにおいて重なり合いの長さが最も小さくなる位置に配置することが好ましい。ここで、スパイラル配線の線幅がほぼ一定であれば、重なり合う線の本数が少ないほど、重なり合いの長さを短くすることができる。図１２の場合、交差部を有する配線部２０２，２０７，２０９は、いずれも平面スパイラル状の部分５０ｃ，５０ｄと配線３本の幅に相当する長さで重なり合っており、他の配線４本の幅に相当する長さで重なり合わせるよりも好ましい。
【００３８】
図９に、図３に示すバランの模式的回路図を示す。
図９のバラン１１０において、不平衡信号伝送路５０の不平衡信号入出力端５０ａに不平衡信号（単一信号）ＳＳが入力されると、不平衡信号伝送路５０と平衡信号伝送路３０，３５との電磁結合が生じる。この際、伝送される信号の波長をλとすると、第１平衡信号伝送路３０の伝送路長Ｌ１および第２平衡信号伝送路３５の伝送路長Ｌ２がそれぞれλ／４（以下）であることにより、平衡信号伝送路３０，３５の平衡信号出入力端３０ａ，３５ａから平衡信号（差動信号）ＳＤ１，ＳＤ２が出力される。
同様に、平衡信号伝送路３０，３５の平衡信号出入力端３０ａ，３５ａから平衡信号（差動信号）ＳＤ１，ＳＤ２を入力すると、平衡信号伝送路３０，３５と不平衡信号伝送路５０との電磁結合により、不平衡信号伝送路５０の不平衡信号入出力端５０ａから不平衡信号（単一信号）ＳＳが出力される。
【００３９】
このようなバラン１１０は、アンテナで受信した不平衡信号を復調するにあたって当該不平衡信号を平衡信号に変換したり、逆に平衡信号である変調信号をアンテナから送信するにあたって当該平衡信号を不平衡信号に変換したりするため、携帯電話などの無線通信機器に用いられる。
【００４０】
また、図９のバラン１１０は、インピーダンスを変換するトランスとしての機能も兼ね備えている。インピーダンス変換においては、不平衡信号伝送路５０の入出力インピーダンスＺＳ、および平衡信号伝送路３０，３５の出入力インピーダンスＺＤ１，ＺＤ２が、設計仕様のインピーダンスであることが要求される。例えば、ＺＳ＝５０Ωであり、ＺＤ１＋ＺＤ２＝１００Ω、１５０Ω、２００Ω等である。
【００４１】
本形態例のバラン接続構造によれば、実装基板２００側で不平衡信号が伝送される配線をデバイス１００に内蔵されたバランの不平衡信号伝送路５０に、平衡信号が伝送される配線をバランの平衡信号伝送路３０，３５にそれぞれ接続し、実装基板２００の配線に伝送される信号を、不平衡信号から平衡信号に、または平衡信号から不平衡信号に変換することができる。
【００４２】
本形態例のバラン実装デバイス１００は、ＷＬＰ技術を応用した製造方法によって製造することができる。
まず、シリコン（Ｓｉ）ウエハ等の基板１０の上に第１絶縁樹脂層２２を形成した後、第１絶縁樹脂層２２の上に平衡信号伝送路３０，３５を形成する。
次に、平衡信号伝送路３０，３５上および第１絶縁樹脂層２２上に第２絶縁樹脂層２４を形成し、第２絶縁樹脂層２４には、ビアを形成するための開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを形成する。
次に、第２絶縁樹脂層２４上に不平衡信号伝送路５０、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９、引き出し配線３１，３２，３６，３７を形成するとともに、引き出し配線３１，３２，３６，３７の端部が開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに充填されて平衡信号伝送路３０，３５にそれぞれ接続されるように形成する。
【００４３】
次に、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９の少なくとも一部を露出する開口部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅを有する封止樹脂層２６を形成した後、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９上にバンプ８１，８２，８６，８７，８９を形成する。
基板１０がウエハである場合には、さらにダイシングをすることで、バラン実装デバイスのチップが得られる。
【００４４】
バラン実装デバイス１００を実装基板２００に実装するには、バラン実装デバイス１００のバンプ８１，８２，８６，８７，８９を実装基板２００の電極パッド２１１，２１６，２１２，２１７，２１９に合わせ、リフロー（加熱）によりバンプ８１，８２，８６，８７，８９のはんだを溶融させることで、バラン実装デバイス１００を電極パッド２１１，２１６，２１２，２１７，２１９上に固着することができる。
【００４５】
伝送路３０，３５，５０、引き出し配線３１，３２，３６，３７や、電極パッド５１，５２，５６，５７，５９の形成は、例えば銅（Ｃｕ）めっき等の金属めっきを用いることが好ましい。
第２絶縁樹脂層２４や第３絶縁樹脂層２６に開口部を形成するには、スピンコートや電着法、ドライフィルム接着などにより全面に感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィー工程によりパターニングする方法等が挙げられる。
このように、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術を応用した製造方法によれば、バラン実装デバイス１００の製造の際のプロセス温度は、最高でも３００℃未満とすることができる。
【００４６】
本形態例のバラン実装デバイスは、第２絶縁樹脂層２４の下側（基板１０に近い側）に平衡信号伝送路３０，３５が設けられ、第２絶縁樹脂層２４の上側（基板１０から遠い側）に不平衡信号伝送路５０が設けられたものであるが、本発明においては、第２絶縁樹脂層２４の下側（基板１０に近い側）に不平衡信号伝送路５０が設けられ、第２絶縁樹脂層２４の上側（基板１０から遠い側）に平衡信号伝送路３０，３５が設けられたバラン実装デバイスを実現することも可能である。
この場合は、２つの平衡信号出入力端３０ａ，３５ａおよび２つの接地端３０ｂ，３５ｂは第２絶縁樹脂層２４上に形成され、それを第２絶縁樹脂層２４上の電極パッドと接続する際に、ビアを経由する必要はない。その代わりに、不平衡信号伝送路５０の不平衡信号入出力端５０ａを第２絶縁樹脂層２４上の電極パッドと接続するために、ビアを経由した引き出し配線が設けられる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、種々の高周波回路に用いることができる。例えば、携帯電話、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）等の無線通信機器を構成する回路に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のバラン実装構造を構成する（ａ）バランを有するデバイスおよび（ｂ）実装基板の一例を示す平面図である。
【図２】図１のＳ−Ｓ線に沿うバラン実装構造の部分断面図である。
【図３】バランを有するデバイスの全体構成例を示す斜視図である。
【図４】図３の接地端子部および不平衡信号入出力端子部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】図３に示すバランの模式的平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図３に示すバランの模式的回路図である。
【図１０】バラン実装構造の一改変例を示す部分断面図である。
【図１１】実装基板側実装パッドが形成された樹脂構造物の一例を示す断面図である。
【図１２】実装基板の一改変例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…第１の基板、２２…第１絶縁樹脂層、２４…第２絶縁樹脂層、２６…第３絶縁樹脂層（封止樹脂層）、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｇ…開口部、
３０…第１平衡信号伝送路、３０ａ…第１平衡信号出入力端、３０ｂ…第１接地端、
３１…第１平衡信号出入力引き出し配線、３２…第１接地引き出し配線、
３５…第２平衡信号伝送路、３５ａ…第２平衡信号出入力端、３５ｂ…第２接地端、
３６…第２平衡信号出入力引き出し配線、３７…第２接地引き出し配線、
５０…不平衡信号伝送路、５０ａ…不平衡信号入出力端、５０ｂ…開放端、
５０ｃ…第１平衡信号伝送路に対向した部分（平面スパイラル状の部分）、５０ｄ…第２平衡信号伝送路に対向した部分（平面スパイラル状の部分）、５０ｅ…中間部、
５１，５２，５６，５７，５９，５１０…デバイス側実装パッド（電極パッド）、
８１，８２，８６，８７，８９…バンプ、１００…デバイス（バラン実装デバイス）、１１０…バラン、２００，２００Ａ…実装基板、２０１，２０６…配線部、２０２，２０７，２０９…交差部を有する配線部、２１０…第２の基板、２１１，２１２，２１６，２１７，２１７Ａ，２１９…実装基板側実装パッド（電極パッド）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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